Três cargas puntiformes estão localizadas no eixo x de um sistema de coordenadas:
está em
está em
e
está na origem, ou seja, em
. Calcule a força resultante sobre a carga
. (Obs: exemplo parecido foi resolvido em sala, na ocasião queríamos a força resultante sobre
).
Passo 1
Beleza, vamos resolver esse exercício juntos! A gente tem três cargas elétricas alinhadas no eixo x e precisa encontrar a força resultante que age sobre a carga
. Para isso, vamos usar a Lei de Coulomb, que nos ajuda a calcular a força entre duas cargas puntiformes. Vamos precisar das posições das cargas, das magnitudes das cargas e da constante eletrostática.
Passo 2
Primeiro, vamos organizar as informações e converter tudo para as unidades padrão do Sistema Internacional (SI):
-
está em -
está em -
está em (origem)
A constante eletrostática é
.
Passo 3
Vamos calcular a força
que a carga
exerce sobre
. Usando a Lei de Coulomb:
Onde
é a distância entre
e
:
Substituindo os valores:
Como
e
são cargas positivas, a força é de repulsão, ou seja,
aponta para a direita no eixo x.
Passo 4
Agora, vamos calcular a força
que a carga
exerce sobre
:
Onde
é a distância entre
e
:
Substituindo os valores:
Como
é positiva e
é negativa, a força é de atração, ou seja,
também aponta para a direita no eixo x (pois
está à direita de
).
Passo 5
Agora que temos as duas forças na mesma direção (para a direita), podemos somá-las para encontrar a força resultante sobre
:
Substituindo os valores:
Resposta
A força resultante sobre a carga
é de aproximadamente
direcionada para a direita no eixo x.